微反應(yīng)器的定義與主要特征
微反應(yīng)器是一種單元反應(yīng)界面寬度為微米量級(jí)的化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng),是90年代興起的微化工技術(shù),不是現(xiàn)有反應(yīng)器的簡(jiǎn)單縮小,而是融合了材料技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)、傳感器技術(shù)和控制技術(shù)等各種要素技術(shù)的新的綜合系統(tǒng)之一。
微化工技術(shù)著重研究時(shí)空特征尺度在數(shù)百毫秒和數(shù)百(數(shù)千)微米范圍內(nèi)的微型設(shè)備和并行分布系統(tǒng)中的過(guò)程特性和規(guī)律。
微反應(yīng)器是指以反應(yīng)為主要目的,以一個(gè)或多個(gè)微反應(yīng)器為主,同時(shí)還可能包括有微換熱、微分離、微萃取等輔助裝置以及微傳感器和微執(zhí)行器等關(guān)鍵組件的一個(gè)微反應(yīng)系統(tǒng)。
微反應(yīng)器具有以下主要特征:
一、大比表面積
強(qiáng)化了傳質(zhì)、傳熱,縮短了擴(kuò)散時(shí)間,實(shí)現(xiàn)流間的快速均勻混合及等溫操作,通道內(nèi)作用力主要為:界面張力,粘性應(yīng)力以及毛細(xì)管力;
二、獨(dú)特的流動(dòng)行為
流體流動(dòng)通常屬于層流,具有很強(qiáng)的方向性、對(duì)稱性和高度有序性,同時(shí)也具有窄的停留時(shí)間分布和均勻的傳質(zhì)過(guò)程,便于對(duì)過(guò)程進(jìn)行精確的理論描述和模擬;
三、催化劑的高通量篩選
催化劑用量少,操作連續(xù)、安全,適用于含有毒物質(zhì)、易爆、危險(xiǎn)的反應(yīng);
四、 無(wú)放大效應(yīng)
通過(guò)集成眾多的反應(yīng)器可以處理大批量的原料,節(jié)省從實(shí)驗(yàn)室研發(fā)到工業(yè)過(guò)程的時(shí)間和成本